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電源系統(tǒng)雷電防護(浪涌防雷器)

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1.雷電分流理論
GB 50057-94(2000) 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》國家標(biāo)準第六章、第 6.3.4條要求:
在 LPZ0A 與 LPZ1 區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護器, 應(yīng)采用本規(guī)范附錄六的附表 6.1~附表 6.3的雷電流參量估算通過它們的分流值。當(dāng)無法估算時,可按以下方法確定:全部雷電流 i 的 50% 流入建筑物防雷裝置的接地裝置,其另 50%,即 is分配于引入建筑物的各種外來導(dǎo)電物、電力線、通信線等設(shè)施。 流入每一設(shè)施的電流 ii 等于 is/n, n 為上述設(shè)施的個數(shù)。 流經(jīng)無屏蔽電纜芯線的電流 iv 等于電流 ii除以芯線數(shù) m,即 iv = ii/m(見圖6.3.4-1) ;對有屏蔽的電纜,絕大部分的電流將沿屏蔽層流走。尚應(yīng)考慮沿各種設(shè)施引入建筑物的雷電流。應(yīng)采用以上兩值的較大者。
GB 50057-94(2000) 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》國家標(biāo)準第六章、第6.4.7條要求:
在 LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處,在從室外引來的線路上安裝的 SPD,應(yīng)選用符合 I 級分類試驗的產(chǎn)品。

應(yīng)按本章第 6.3.4 條的規(guī)定確定通過 SPD 的 10/350μs 雷電流幅值。當(dāng)線路有屏蔽時,通過每個 SPD 的雷電流可按上述確定的雷電流的 30% 考慮。 SPD 宜靠近屏蔽線路末端安裝。 以上述得出的雷電流作為 Ipeak來選用 SPD。

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2.高壓電力線的防護

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在雷電活動頻繁、雷電強度大、雷暴日多的地區(qū),當(dāng)雷擊建筑物附近的交流供電線路時,為了防止雷電沿電力線路侵入建筑,可按圖 4-2 所示方法,對高壓電力線以及變壓器實施保護。
GB 50057-94(2000) 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》國家標(biāo)準第三章、第 3.3.8 條要求:在電氣接地裝置與防雷的接地裝置共用或相連的情況下:當(dāng)?shù)蛪弘娫淳€路用全長電纜或架空線換電纜引人時,宜在電源線路引入的總配電箱處裝設(shè)過電壓保護器,當(dāng) Y,yno 型或 D,yn11 型接線的配電變壓器設(shè)在本建筑物內(nèi)或附設(shè)于外墻處時,在高壓側(cè)采用電纜進線的情況下,宜在變壓器高、低壓側(cè)各相上裝設(shè)避雷器,在高壓側(cè)采用架空進線的情況下,除按國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的規(guī)定在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器外,尚宜在低壓側(cè)各相上裝設(shè)避雷器。
實施方法:
1) 、可在距變壓器 300-500m 的架空高壓電力線上方,架設(shè)避雷線(架空地線)對電力線進線進行保護。該架空地線宜每桿接地一次,而且要單設(shè)接地體,勿用水泥桿內(nèi)的鋼筋做引下線和接地體。這樣,與變壓器高壓側(cè)的避雷器相配合,可以阻止雷電波造成損害,同時使雷電流在每桿入地,使其分流泄入大地。
2) 、為了更穩(wěn)妥可靠,可在高壓電力線終端桿的前一桿上,在每條相線上對地增裝一組 HY5WS-17/50配電型無間隙氧化鋅避雷器;在變壓器的低壓側(cè)還要對地裝一組HY1.5W-0.5/2.6 配電型無間隙氧化鋅高壓避雷器,除此之外尚應(yīng)在每四桿增設(shè)一組跌落式熔斷器。 。應(yīng)當(dāng)提起注意的是,每當(dāng)落雷之后和雷雨季節(jié)到來之前,一定要仔細檢查高壓避雷器和接地線是否完好無損,以排除隱患。
3) 、如果高壓電力線直接引入機房配電室,此時,從變壓器高壓側(cè)起的一段應(yīng)采用高壓電力電纜進室,其長度至少 200m。架空高壓線與高壓電纜的連接處,應(yīng)加裝一組 HY5WS-17/50配電型無間隙氧化鋅避雷器,并且高壓電纜兩端金屬護層、鋼帶應(yīng)分別妥善接地。在年雷暴日大于 20 日,大地電阻率高的地段,還應(yīng)在電力電纜的上方,架設(shè)屏蔽線(排流線) 。
  3.低壓配電線路的防護
對于一類建筑物:
GB 50057-94(2000) 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》國家標(biāo)準第三章、第 3.2.3 條要求:低壓線路宜全線采用電纜直接埋地敷設(shè),在入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。當(dāng)全線采用電纜有困難時,可采用鋼筋混凝土桿和鐵橫擔(dān)的架空線,并應(yīng)使用一段金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引人,
其埋地長度應(yīng)符合下列表達式的要求,但不應(yīng)小于 15m:
l≥2 ?
式中 l — 金屬錯裝電纜或護套電纜穿鋼管埋于地中的長度(m);
    ρ— 埋電纜處的土壤電阻率(Ω.m)。
在電纜與架空線連接處,尚應(yīng)裝設(shè)避雷器。避雷器、電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳、金具等應(yīng)連在一起接地,其沖擊接地電阻不應(yīng)大于 10Ω。
  對于二類建筑物:
GB 50057-94(2000) 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》國家標(biāo)準第三章、第 3.3.9條要求:
  一、當(dāng)?shù)蛪壕€路全長采用埋地電纜或敷設(shè)在架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入時,在入戶端應(yīng)將電纜金屬外皮、金屬線槽接地;對本規(guī)范第 2.0.3條四、五、六款所規(guī)定的建筑物,上述金屬物尚應(yīng)與防雷的接地裝置相連。
  二、本規(guī)范第 2.0.3條四、五、六款所規(guī)定的建筑物,其低壓電源線路應(yīng)符合下列要求:
  1.低壓架空線應(yīng)改換一段埋地金屬錯裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引人,其埋地長度應(yīng)符合本規(guī)范
(3.2.3)表達式的要求,但電纜埋地長度不應(yīng)小于15m。入戶端電纜的金屬外皮、鋼管應(yīng)與防雷的接地裝置相連。在電纜與架空線連接處尚應(yīng)裝設(shè)避雷器。避雷器、電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳、金具等應(yīng)連在一起接地,其沖擊接地電阻不應(yīng)大于 10Ω。
  2.平均雷暴日小于 30d/a 地區(qū)的建筑物,可采用低壓架空線直接引人建筑物內(nèi),但應(yīng)符合下列要求:
⑴ 在入戶處應(yīng)裝設(shè)避雷器或設(shè) 2~3mm的空氣間隙,并應(yīng)與絕緣子鐵腳、金具連在一起接到防雷的接地裝置上,其沖擊接地電阻不應(yīng)大于 5Ω。
(2)入戶處的三基電桿絕緣子鐵腳、金具應(yīng)接地,靠近建筑物的電桿,其沖擊接地電阻不應(yīng)大于 10Ω,其佘兩基電桿不應(yīng)大于 20Ω。
  三、本規(guī)范第 2.0.3條一、二、三、八、九款所規(guī)定的建筑物,其低壓電源線路應(yīng)符合下列要求:
  1.當(dāng)?shù)蛪杭芸站€轉(zhuǎn)換金屬皚裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引人時,其埋地長度應(yīng)大于或等于 15m,尚應(yīng)符合本條第二款 1項的其它要求。
  2..當(dāng)架空線直接引人時,在人戶處應(yīng)加裝避雷器,并將其與絕緣子鐵腳、金具連在一起接到電氣設(shè)備的接地裝置上??拷ㄖ锏膬苫姉U上的絕緣子鐵腳應(yīng)接地,其沖擊接地電阻不應(yīng)大于 30Ω。
對于三類建筑物:
GB 50057-94(2000) 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》國家標(biāo)準第三章、第 3.4.9條要求:
  一、對電纜進出線,應(yīng)在進出端將電繞的金屬外皮、鋼管等與電氣設(shè)備接地相連。當(dāng)電纜轉(zhuǎn)換為架空線時,應(yīng)在轉(zhuǎn)換處裝設(shè)避雷器;避雷器、電纜金屬外皮和絕緣子鐵腳、金具等應(yīng)連在一起接地,其沖擊接地電阻不宜大于 30Ω。
  二、對低壓架空進出線,應(yīng)在進出處裝設(shè)避雷器并與絕緣子鐵腳、金具連在一起接到電氣設(shè)備的接地裝置上。當(dāng)多回路架空進出線時,可僅在母線或總配電箱處裝設(shè)一組避雷器或其它型式的過電壓保護器,但絕緣子鐵腳、金具仍應(yīng)接到接地裝置上。
  注意事項:
  低壓線路可采用直埋式低壓電力電纜埋地引入機房,在機房入口處,應(yīng)將電纜金屬外護層、鋼帶直接與地網(wǎng)就近連通,電纜內(nèi)芯線的兩端應(yīng)分別對地加裝電涌保護器。采用非金屬護套電力電纜,應(yīng)將其穿金屬管后,埋地引入建筑物,若不能直接埋地,起碼金屬管的兩端,應(yīng)分別接地網(wǎng),金屬管的全長之內(nèi),電氣上應(yīng)保持連續(xù)。
  高壓、低壓線路上的避雷器和線路與地的連接點,變壓器兩側(cè)避雷器連接點、接地點以及電纜的接地點,架空避雷線的接地,均應(yīng)可靠的保持良好電氣連通,而且要牢靠,以防事故。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),一些建筑物配電室的變壓器公共接地端子松動,中性線接地端子螺栓不緊,避雷器上、下引線端子、入地點連接處不牢等現(xiàn)象多處發(fā)生,多為施工中不按規(guī)程,維護不認真造成,應(yīng)引起注意,切實發(fā)揮保護措施應(yīng)有的作用。

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